Os circuitos integrados são os cérebros de quase todos os dispositivos modernos, a partir de telefone celular para computador portátil para a estação espacial. Um circuito integrado , do tamanho de um selo postal, pode conter mais de um bilhão de transistores . Essa miniaturização extrema exige uniformidade de temperatura em todos os wafers de silício em que os circuitos são construídos . Condutividade térmica (representado como "k" ), é uma medida de quão facilmente um material conduz o calor . É um parâmetro fundamental para determinar e projetar para a uniformidade da temperatura.
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condutividade térmica é uma das muitas propriedades térmicas do material de silício . Outras propriedades incluem o calor específico ( 0,70 Joules por grama grau Kelvin ), que ajuda a determinar a energia necessária para elevar a temperatura da bolacha , ponto de ebulição ( 2628 graus Kelvin ) , ponto ( 1683 K ) , a temperatura crítica ( 5159 K ) , difusividade térmica fundindo ( 0,9 cm2 por segundo) , dilatação térmica linear ou coeficiente de expansão térmica (2,6 • 10-6 C-1 ​​) , temperatura de Debye (640 K ) e outros.

Valores < br >

variação da condutividade térmica como mudanças de temperatura. " Você precisa manter a temperatura de operação requerida em mente quando usar condutividade térmica para determinar a distribuição da temperatura em todo o wafer ", adverte Michael Klebig , um engenheiro de vendas do Vale do Silício , especializada na aplicação de calor em semicondutores de processamento de wafer. " A condutividade térmica errado significa que você não vai conseguir a uniformidade da temperatura que você precisa eo desempenho dos dispositivos será comprometida. Se é ruim o suficiente, você não será capaz de continuar para a próxima etapa da seqüência de processamento de semicondutores . A wafer será inútil. "
impurezas

Existem dois tipos de impurezas no processo de fabricação de chips de silício. Em primeiro lugar , são impurezas inerentes ao lingote original silicone . O segundo tipo de impureza é conhecido como um contaminante , uma impureza deliberadamente introduzida no processo de fabricação para alterar as propriedades eléctricas do silício em áreas específicas , expostas em uma bolacha . Como o nível de impurezas aumenta, a condutividade térmica diminui . " Ao projetar para a uniformidade da temperatura , é necessário fazer ajustes em resposta ao valor de condutividade inferior do silício dopado ", diz Klebig . " Silício dopado acima de 100 graus Kelvin tem impacto insignificante sobre condutividade térmica. "
Especialista introspecção

Determinar a uniformidade da temperatura com o uso de condutividade térmica e outras propriedades térmicas é extremamente tarefa complexa. "Como resultado ", diz Klebig ", você deve utilizar métodos mais conhecidos na concepção de uniformidade de temperatura , tais como análise de elementos finitos 3D térmico (FEA) modelagem computacional . Grandes organizações de engenharia normalmente têm seus próprios grupos de modelagem FEA . Se você don ' t têm acesso a esse recurso dentro de sua empresa , entre em contato com uma empresa de engenharia FEA . "
Aviso

Esteja ciente de que as propriedades do material de condutividade térmica são diferentes para o silício em líquido formulário. Silício líquido tem três vezes a condutividade térmica de silicone sólido.